JP6470501B2 - Load drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device.
車両内の電源分配を行う電源ボックス(以下、ユニットという)では、軽量化、及び省電力化の要求に応えるため、半導体の利用が拡大している。さらに小型化を進めるため、従来のプリドライバ+MOSFET(等のデバイス)の構成か、ドライバ及び保護機能を持つ制御回路を一体化したデバイスであるIPD(Intelligent Power Device)の利用が拡大している。IPDの一例としては特許文献1のものが挙げられる。これらのデバイスは、電圧低下時にオン抵抗の増加による過熱防止のため低電圧遮断機能を内蔵するものが多い。
In a power supply box (hereinafter referred to as a unit) that distributes power in a vehicle, the use of semiconductors is expanding in order to meet demands for weight reduction and power saving. In order to further reduce the size, the use of IPD (Intelligent Power Device), which is a device in which a configuration of a conventional predriver + MOSFET (such as a device) or a driver and a control circuit having a protection function is integrated, is expanding. An example of the IPD is disclosed in
ここで、スタータは大電流を流すため、バッテリの内部抵抗によりバッテリの端子電圧が低下する。このように車両ではエンジン始動時(特にクランキング時)において一時的に電圧が低下する現象が発生する。車両内では一時的に電圧が低下するクランキング時であっても動作が必要な負荷が存在し、これらを動作させるためには低電圧遮断機能の回避が必要となる。低電圧遮断機能を回避するため、例えばエンジン始動時の電源供給を補助するための予備バッテリを搭載したり、エンジン始動に関与しない電源系統を設けたりすることが考えられる。しかし、これらの場合、電源システム全体を変更しなければならない。 Here, since the starter flows a large current, the terminal voltage of the battery decreases due to the internal resistance of the battery. As described above, in the vehicle, a phenomenon occurs in which the voltage temporarily decreases when the engine is started (particularly during cranking). There are loads that need to be operated even during cranking when the voltage temporarily drops in the vehicle, and in order to operate these, it is necessary to avoid the low voltage cutoff function. In order to avoid the low voltage cut-off function, for example, it is conceivable to install a spare battery for assisting power supply when starting the engine, or to provide a power supply system that is not involved in starting the engine. However, in these cases, the entire power system must be changed.
また、電圧安定用にDC/DCコンバータを搭載することも考えられるが、供給電流が大きいため大型の部品が必要となってしまう問題がある。 Although it is conceivable to mount a DC / DC converter for voltage stabilization, there is a problem that a large component is required because of a large supply current.
なお、一時的な電圧低下はクランキング時に限らず、例えばアイドルストップ時にも発生するものであり、上記問題はクランキング時に限らず他のタイミングにおいて生じる電圧低下においても共通する問題である。 Note that the temporary voltage drop occurs not only at the time of cranking but also at the time of idle stop, for example, and the above problem is not limited to the time of cranking but is also a problem common to voltage drops occurring at other timings.
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的とするところは、電源システム全体の変更を要せず、大型の部品の必要数を抑えたうえで、電圧低下時において低電圧遮断機能を回避して負荷を駆動することができる負荷駆動装置を提供することにある。 The present invention solves such a problem, and the object of the present invention is not to change the entire power supply system, but to reduce the number of large parts and to reduce the voltage when the voltage drops. An object of the present invention is to provide a load driving device capable of driving a load while avoiding a blocking function.
本発明に係る負荷駆動回路は、バッテリからの電圧が低下して所定の動作電圧を確保できないときにオフする半導体リレーを有して当該半導体リレーのオフ時に負荷への電力供給を遮断する負荷駆動回路であって、前記バッテリからの電圧が所定値以下であることを検出する低電圧検知回路と、負電圧を生成する負電圧生成回路と、前記低電圧検知回路により前記バッテリからの電圧が所定値以下であることが検知された場合にオンして前記負電圧生成回路と前記半導体リレーのグランド端子とを接続するスイッチ手段と、を備えることを特徴とする。 A load drive circuit according to the present invention includes a semiconductor relay that is turned off when a voltage from a battery is lowered and a predetermined operating voltage cannot be secured, and the load drive that cuts off power supply to the load when the semiconductor relay is turned off A low voltage detection circuit for detecting that the voltage from the battery is equal to or lower than a predetermined value; a negative voltage generation circuit for generating a negative voltage; and the voltage from the battery is predetermined by the low voltage detection circuit. Switch means for turning on and connecting the negative voltage generation circuit and the ground terminal of the semiconductor relay when it is detected that the value is less than or equal to the value;
本発明に係る負荷駆動回路によれば、バッテリからの電圧が所定値以下であることが検知された場合にオンして負電圧生成回路と半導体リレーのグランド端子とを接続するため、半導体リレーのグランド端子は負電圧生成回路により生成される負電圧となり、バッテリからの電圧が低下した場合であってもグランド端子が負電圧であることから、半導体リレーの動作電圧を確保し、低電圧遮断機能を回避することができる。また、上記のようにして低電圧遮断機能を回避することから、予備バッテリやエンジン始動等に関与しない電源系統を設ける必要もなく、DC/DCコンバータを搭載する必要もない。従って、電源システム全体の変更を要せず、大型の部品の必要数を抑えたうえで、電圧低下時において低電圧遮断機能を回避して負荷を駆動することができる。 According to the load driving circuit of the present invention, when the voltage from the battery is detected to be equal to or lower than the predetermined value, the load driving circuit is turned on to connect the negative voltage generating circuit and the ground terminal of the semiconductor relay. The ground terminal becomes a negative voltage generated by the negative voltage generation circuit, and even if the voltage from the battery drops, the ground terminal is a negative voltage. Can be avoided. In addition, since the low-voltage cutoff function is avoided as described above, it is not necessary to provide a power supply system that is not involved in a spare battery or engine start, and it is not necessary to mount a DC / DC converter. Therefore, it is not necessary to change the entire power supply system, and the load can be driven while avoiding the low-voltage cutoff function when the voltage drops, while suppressing the required number of large parts.
また、本発明に係る負荷駆動回路において、前記負電圧生成回路は、前記バッテリからの電圧が低下して前記半導体リレーの所定の動作電圧を確保できない場合においても駆動が必要となると予め定められた負荷である低電圧駆動負荷について駆動を要する旨の信号が入力された場合に前記負電圧を生成し、前記信号が入力されない場合に前記負電圧の生成を禁止することが好ましい。 Further, in the load driving circuit according to the present invention, the negative voltage generation circuit is predetermined to be driven even when the voltage from the battery decreases and a predetermined operating voltage of the semiconductor relay cannot be secured. It is preferable that the negative voltage is generated when a signal indicating that driving is required for a low-voltage driving load that is a load is input, and generation of the negative voltage is prohibited when the signal is not input.
この負荷駆動回路によれば、低電圧駆動負荷について駆動を要する旨の信号が入力された場合に負電圧を生成し、信号が入力されない場合に負電圧の生成を禁止するため、低電圧駆動負荷について駆動を要しない場合には、そもそも負電圧を生成することなく、電力消費を抑えることができる。 This load drive circuit generates a negative voltage when a signal indicating that a low voltage drive load needs to be driven is input, and prohibits the generation of a negative voltage when a signal is not input. When driving is not required, power consumption can be suppressed without generating a negative voltage in the first place.
また、本発明に係る負荷駆動回路において、前記バッテリからの電圧が所定値以下となると予測される時間帯においてグランド切替オン信号を出力する制御部をさらに備え、前記スイッチ手段は、前記制御部からのグランド切替オン信号が出力された場合にオンして前記負電圧生成回路と前記半導体リレーのグランド端子とを接続することが好ましい。 In the load driving circuit according to the present invention, the load driving circuit further includes a control unit that outputs a ground switching on signal in a time zone in which the voltage from the battery is predicted to be a predetermined value or less. It is preferable that the negative voltage generating circuit is connected to the ground terminal of the semiconductor relay when the ground switching ON signal is output.
この負荷駆動回路によれば、バッテリからの電圧が低下すると予測される時間帯においてグランド切替オン信号が出力されてスイッチ手段が負電圧生成回路と半導体リレーのグランド端子とを接続するため、例えば低電圧検知回路等の故障により、バッテリからの電圧が所定値以下である場合に低電圧検知回路からの出力によってスイッチ手段がオンしなくなったとしても、バッテリからの電圧が所定値以下となると予測される時間帯においては、グランド端子電圧が負電圧となって半導体リレーの動作電圧を確保することができ、低電圧遮断機能を回避することができる。 According to this load drive circuit, since the ground switching on signal is output in the time zone in which the voltage from the battery is expected to decrease and the switch means connects the negative voltage generation circuit and the ground terminal of the semiconductor relay, Even if the switch means is not turned on by the output from the low voltage detection circuit when the voltage from the battery is below a predetermined value due to a failure in the voltage detection circuit etc., the voltage from the battery is expected to be below the predetermined value. In this time zone, the ground terminal voltage becomes a negative voltage, the operating voltage of the semiconductor relay can be secured, and the low voltage cutoff function can be avoided.
また、本発明に係る負荷駆動回路において、前記半導体リレーに対してオンオフ信号を出力する制御部と、前記オンオフ信号に応じた信号が入力される前記半導体リレーのイン端子、及び、前記グランド端子を接続する接続ラインと、前記制御部から前記半導体リレーに対してオフ信号を出力した場合に、前記負電圧生成回路からの負電圧が前記半導体リレーの前記グランド端子に入力することにより、前記半導体リレーがオンしてしまうことを防止する電圧変換回路と、をさらに備えることが好ましい。 In the load driving circuit according to the present invention, a control unit that outputs an on / off signal to the semiconductor relay, an in terminal of the semiconductor relay to which a signal corresponding to the on / off signal is input, and the ground terminal are provided. The semiconductor relay is configured such that a negative voltage from the negative voltage generation circuit is input to the ground terminal of the semiconductor relay when an off signal is output from the control unit to the semiconductor relay. It is preferable to further include a voltage conversion circuit that prevents the device from turning on.
この負荷駆動回路によれば、半導体リレーに対してオフ信号を出力した場合に、負電圧が半導体リレーのグランド端子に入力することにより、半導体リレーがオンしてしまうことを防止する電圧変換回路を備える。このため、例えば半導体リレーのイン端子が0Vであり、グランド端子が負電圧であることにより、半導体リレーが誤ってオンしてしまうことを防止することができる。 According to this load drive circuit, when an off signal is output to the semiconductor relay, the voltage conversion circuit that prevents the semiconductor relay from turning on by inputting a negative voltage to the ground terminal of the semiconductor relay. Prepare. For this reason, for example, when the in terminal of the semiconductor relay is 0 V and the ground terminal is a negative voltage, it is possible to prevent the semiconductor relay from being turned on by mistake.
本発明の負荷駆動回路によれば、電源システム全体の変更を要せず、大型の部品の必要数を抑えたうえで、電圧低下時において低電圧遮断機能を回避して負荷を駆動することができる負荷駆動装置を提供することができる。 According to the load driving circuit of the present invention, it is possible to drive the load by avoiding the low voltage cutoff function at the time of a voltage drop while suppressing the necessary number of large parts without changing the whole power supply system. It is possible to provide a load driving device that can be used.
以下、本発明を好適な一実施形態に沿って説明するが、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Hereinafter, the present invention will be described according to a preferred embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment shown below, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
図1は、本発明の実施形態に係る負荷駆動回路の概略を示す回路図である。図1に示す負荷駆動回路1は、車両に搭載され、バッテリBと負荷Lとの間に設けられるユニットとして構成されており、電源10と、制御部20と、複数のIPD(半導体リレー)30とを備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a load driving circuit according to an embodiment of the present invention. A
電源10は、バッテリBからの電圧を入力して規定の電圧(例えば5V)を生成するものであり、例えば電源ICなどが用いられる。制御部20は、複数のIPD30のそれぞれにオンオフ信号を出力するものであり、例えばマイコンにより構成されている。この制御部20には、電源10からの電圧が入力されると共に、イグニッションスイッチ(スタータスイッチやヘッドランプスイッチでも可)のオン時にその旨の信号を入力する。
The power supply 10 inputs a voltage from the battery B and generates a specified voltage (for example, 5V). For example, a power supply IC or the like is used. The
複数のIPD30は、バッテリBと複数の負荷Lとの間に介在する半導体リレーであって、オフ時に負荷への電力供給を遮断するものである。なお、図1においてバッテリBから負荷Lまでの接続線については図示を省略している。
The plurality of
また、複数のIPD30は、バッテリBからの電圧が一時的に低下して所定の動作電圧を確保できないときにオフする低電圧遮断機能を備えている。この低電圧遮断機能は、電圧低下時におけるオン抵抗の増加による過熱を防止するための機能である。このような複数のIPD30のうち、いずれか1つ以上のIPD31は、バッテリBからの電圧が低下したときにおいて駆動が必要な負荷L1(以下、低電圧駆動負荷L1という)に接続されている。
The plurality of
また、複数のIPD30は、それぞれがグランド接続されるGND端子(グランド端子)TGNDを有している。なお、低電圧駆動負荷L1に接続されるIPD31については、ダイオードDを介してグランド接続されている。
Each of the plurality of
このような構成において、例えばイグニッションスイッチがオンされると、その旨の信号が制御部20に入力され、動作を開始する。そして、駆動対象となる複数の負荷Lに接続されるIPD30に対して、オン信号を出力する。これにより、複数の負荷Lは電力が供給されて駆動することとなる。
In such a configuration, for example, when an ignition switch is turned on, a signal to that effect is input to the
しかし、エンジン始動時にバッテリBからの電圧が一時的に低下するクランキング時などにおいて、IPD30は、低電圧遮断機能が働いてしまいオフ状態となる。このため、バッテリBからの電圧が低下したときにおいて駆動が必要な低電圧駆動負荷L1が駆動しなくなってしまう。
However, at the time of cranking in which the voltage from the battery B temporarily decreases when the engine is started, the
そこで、本実施形態に係る負荷駆動回路1は、低電圧検知回路40と、負電圧生成回路50と、OR回路61、AND回路62、グランドライン切替スイッチ(スイッチ手段)70、電圧変換回路80、及び接続ラインl1を備えている。
Therefore, the
低電圧検知回路40は、バッテリBからの電圧が低電圧検知閾値(所定値)以下であることを検出する回路であり、低電圧検知閾値以下である場合には、低電圧検知信号S1を出力する。低電圧検知信号S1は、OR回路61に入力される。
The low
OR回路61は、低電圧検知信号S1と、制御部20からのGND切替ON信号(グランド切替オン信号)S2とのいずれか一方を入力した場合に、グランドライン切替スイッチ(以下、単にスイッチと称する)70をオンするものである。ここで、GND切替ON信号S2は、クランキング時など、予めバッテリBからの電圧が低電圧検知閾値以下と予測される時間帯において出力される信号である。このGND切替ON信号S2は、上記時間帯において継続して出力される。
The OR
AND回路62は、イグニッションスイッチがオンされた場合に出力される信号S3と、制御部20からの信号S4との双方を入力した場合に、負電圧生成信号S5を出力するものである。ここで、信号S4は、制御部20が起動している状態で出力される信号である。
The AND
負電圧生成回路50は、IPD30のグランド側電圧(すなわち0V)よりも低い負電圧(例えば−2V)を生成する回路である。負電圧生成回路50の出力は、スイッチ70を介して、低電圧駆動負荷L1に接続されるIPD31のGND端子TGNDとつながっている。
The negative
なお、GND切替ON信号S2及び信号S4は、低電圧駆動負荷L1の駆動が必要ないタイミングにおいては出力されないことが望ましい。そもそも低電圧駆動負荷L1が駆動されないタイミングにおいては、低電圧遮断機能を回避する必要がないからである。低電圧駆動負荷L1の駆動が必要ないタイミングは、例えば上位装置から出力される低電圧駆動負荷L1の起動要請信号が制御部20に入力されているか否かによって判断可能である。よって、負電圧生成回路50は、低電圧駆動負荷L1について起動要請信号(駆動を要する旨の信号)が入力された場合に負電圧を生成し、起動要請信号が入力されない場合に負電圧の生成を禁止することとなる。
It is desirable that the GND switching ON signal S2 and the signal S4 are not output at a timing when the driving of the low voltage driving load L1 is not necessary. This is because it is not necessary to avoid the low voltage cutoff function at the timing when the low voltage drive load L1 is not driven. The timing at which the driving of the low voltage drive load L1 is not necessary can be determined by whether or not the activation request signal for the low voltage drive load L1 output from the host device is input to the
図2は、本実施形態に係る負荷駆動回路1の電圧変換回路80の詳細を示す回路図である。なお、図2において説明の便宜上、制御部20、IPD31、負電圧生成回路50、及び接続ラインl1等についても図示している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the
図2に示すように、電圧変換回路80は、抵抗R1,R3と、N型スイッチング素子Sとを備えている。スイッチング素子Sは、例えばPNPトランジスタであって、ベースが抵抗R1を介して制御部20に接続され、エミッタが電源10に接続され、コレクタが抵抗R2を介してIPD31のIN端子(イン端子)TINに接続されている。また、スイッチング素子SであるPNPトランジスタのベース−エミッタ間は抵抗R3を介して接続されている。
As shown in FIG. 2, the
また、接続ラインl1は、IPD31のIN端子TINとGND端子TGNDと接続するものであり、接続ラインl1上には抵抗R4が設けられている。 The connection line l1 is intended to be connected to the IN terminal T IN and GND terminals T GND of Ipd31, it is on the connection line l1 resistor R4 is provided.
次に、本実施形態に係る負荷駆動回路1の動作を説明する。図3は、本実施形態に係る負荷駆動回路1の要部を示す詳細回路図である。図3に示すように、OR回路61からスイッチ70であるNチャンネルFETまでの間には制限抵抗R5が設けられている。また、経路l3は、OR回路61からスイッチ70までの経路l2のうち、OR回路61から制限抵抗R5までの間の部位から分岐し、負電圧生成回路50に接続されている。NチャンネルFETのソースは負電圧生成回路50に接続され、ドレインはGND端子TGNDに接続されている。
Next, the operation of the
このような回路構成において、OR回路61に低電圧検知信号S1及びGND切替ON信号S2が入力されないと、スイッチ70はオフする。これにより、IPD31のGND端子TGNDはダイオードDを介してグランド接続される(破線矢印の〔通常時〕GND電流経路参照)。一方、OR回路61に低電圧検知信号S1又はGND切替ON信号S2が入力されると、スイッチ70はオンする。これにより、IPD31のGND端子TGNDは負電圧生成回路50と接続され、負電圧となる(実線矢印の〔電圧低下時〕GND電流経路参照)。
In such a circuit configuration, when the low voltage detection signal S1 and the GND switching ON signal S2 are not input to the
図4は、本実施形態に係る負荷駆動回路1の動作を示すタイミングチャートである。なお、図4に示すタイミングチャートでは、GND切替ON信号S2を考慮しない動作を示すものとする。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the
図4に示すように、時刻0においてバッテリBからの電圧がV1であるとする。また、GND端子TGNDの電圧は0Vである。そして、時刻t1においてバッテリBからの電圧がV1から低下し始め、時刻t2において低電圧検知閾値に到達したとする。これにより、スイッチ70がオンし、GND端子TGNDの電圧は、負電圧生成回路50により生成される負電圧となる。次いで、時刻t3においてバッテリBからの電圧がV2となる。
As shown in FIG. 4, it is assumed that the voltage from battery B is V1 at time zero. The voltage at the GND terminal T GND is 0V. Then, it is assumed that the voltage from the battery B starts to decrease from V1 at time t1, and reaches the low voltage detection threshold at time t2. As a result, the
ここで、電圧V2−負電圧となる電圧値(図4の矢印で示す範囲参照)は、IPD31の動作電圧以上となっている。このため、IPD31は、動作電圧が確保されて低電圧遮断機能が働かないこととなる。
Here, the voltage value that is the voltage V2−negative voltage (see the range indicated by the arrow in FIG. 4 ) is equal to or higher than the operating voltage of the
その後、バッテリBからの電圧がV2を維持し、時刻t4においてバッテリBからの電圧が上昇し始める。そして、時刻t5において低電圧検知閾値を超えるとスイッチ70がオフし、GND端子TGNDの電圧は0Vに戻る。そして、バッテリBからの電圧は時刻t6においてV3に到達し、以後、V3が維持される。
Thereafter, the voltage from battery B maintains V2, and the voltage from battery B begins to rise at time t4. When the low voltage detection threshold is exceeded at time t5, the
次に、図2を参照して電圧変換回路80の動作を説明する。まず、本実施形態において制御部20は、IPD31をオンしたい場合、Lレベルとなるオン信号を出力する。このため、スイッチング素子Sはオンし、電源10の電圧がIN端子TINに入力される。一方、GND端子TGNDはグランド接続されることから0Vとなり、IPD31はオンすることとなる。
Next, the operation of the
これに対して、IPD31をオフしたい場合、Hレベルとなるオフ信号を出力する。これにより、スイッチング素子Sはオフする。この場合において、スイッチ70がオフされていると、GND端子TGNDのみならず接続ラインl1を介してIN端子TINもグランド接続されることとなり、IPD31はオフすることとなる。さらに、スイッチ70がオンされていたとしても、負電圧生成回路50からの負電圧がGND端子TGNDのみならず、接続ラインl1を介してIN端子TINにも入力される。よって、IPD31はオフすることとなる。
On the other hand, when it is desired to turn off the
図5は、本実施形態に係る負荷駆動回路1の変形例を示す回路図である。例えば、図2に示した負荷駆動回路1から、接続ラインl1を取り除くと共に、制御部20が、IPD31をオンしたい場合にHレベルとなるオン信号を出力し、オフしたい場合にLレベルとなるオフ信号を出力するものとする。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a modification of the
この場合、IPD31をオンしたい場合、Hレベルとなるオン信号によってNPNトランジスタであるスイッチ素子S’がオンし、電源10からの電圧がIN端子TINに入力される。一方、GND端子TGNDはグランド接続されることから0Vとなり、IPD31はオンすることとなる。
In this case, if you want to turn on the Ipd31, switching element S 'is a NPN transistor is turned on by the ON signal at the H level, the voltage from the power supply 10 is input to the IN terminal T IN. On the other hand, since the GND terminal T GND is grounded, it becomes 0 V and the
また、IPD31をオフしたい場合、Lレベルとなるオフ信号によってスイッチ素子S’がオフする。よって、IN端子TINは0Vとなる。ここで、スイッチ70がオフされていると、GND端子TGNDはグランド接続されることから0Vとなり、IPD31はオフする。しかし、スイッチ70がオンされている場合、IN端子TINが0Vとなり、GND端子TGNDが負電圧となってしまうことから、IPD31がオンすることがある。すなわち、意図せずIPD31がオンしてしまう場合がある。
When it is desired to turn off the
よって、図2に示す電圧変換回路80は、接続ラインl1と協働して、制御部20からIPD31に対してオフ信号を出力した場合に、負電圧生成回路50からの負電圧がGND端子TGNDに入力することにより、IPD31がオンしてしまうことを防止する機能を有することとなる。
Therefore, when the
なお、IPD31をオフする場合とは、そのIPD31に接続される低電圧駆動負荷L1について駆動させる必要がないタイミングであるため、負電圧生成回路50において負電圧が生成されていないかのように思える。しかし、本実施形態に係る負荷駆動回路1が複数の低電圧駆動負荷L1を対象に駆動制御を行うものである場合、複数の低電圧駆動負荷L1のうちいずれか1つでも駆動させる必要があるときには、負電圧生成回路50において負電圧が生成されている。すなわち、複数の低電圧駆動負荷L1のうちいずれか1つの低電圧駆動負荷L1においてIPD31をオンし、他の低電圧駆動負荷L1についてはオフすることがある。このような場合、図5に示すような問題が発生し得るため、図2に示す回路構成が有用となる。
Note that the case where the
このようにして、本実施形態に係る負荷駆動回路1によれば、バッテリBからの電圧が低電圧検知閾値以下であることが検知された場合にオンして負電圧生成回路50とIPD31のGND端子TGNDとを接続するため、IPD31のGND端子TGNDは負電圧生成回路50により生成される負電圧となり、バッテリBからの電圧が低下した場合であってもGND端子TGNDが負電圧であることから、IPD31の動作電圧を確保し、低電圧遮断機能を回避することができる。また、上記のようにして低電圧遮断機能を回避することから、予備バッテリやエンジン始動等に関与しない電源系統を設ける必要もなく、DC/DCコンバータを搭載する必要もない。従って、電源システム全体の変更を要せず、大型の部品の必要数を抑えたうえで、電圧低下時において低電圧遮断機能を回避して負荷を駆動することができる。
As described above, according to the
また、低電圧駆動負荷L1について起動要請信号が入力された場合に負電圧を生成し、信号が入力されない場合に負電圧の生成を禁止するため、低電圧駆動負荷L1について駆動を要しない場合には、そもそも負電圧を生成することなく、電力消費を抑えることができる。 In addition, a negative voltage is generated when a start request signal is input for the low voltage drive load L1, and generation of a negative voltage is prohibited when no signal is input. Therefore, when the low voltage drive load L1 is not required to be driven. In the first place, it is possible to suppress power consumption without generating a negative voltage.
また、バッテリBからの電圧が低下すると予測される時間帯においてGND切替ON信号S2が出力されてスイッチ70が負電圧生成回路50とIPD31のGND端子TGNDとを接続するため、例えば低電圧検知回路40等の故障により、バッテリBからの電圧が低電圧検知閾値以下である場合に低電圧検知回路40からの出力によってスイッチ70がオンしなくなったとしても、バッテリBからの電圧が低電圧検知閾値以下となると予測される時間帯においては、グランド側電圧が負電圧となってIPD31の動作電圧を確保することができ、低電圧遮断機能を回避することができる。
In addition, since the GND switching ON signal S2 is output in the time zone in which the voltage from the battery B is expected to decrease and the
また、IPD31に対してオフ信号を出力した場合に、負電圧がIPD31のGND端子TGNDに入力することにより、IPD31がオンしてしまうことを防止する電圧変換回路80を備える。このため、例えばIPD31のIN端子TINが0Vであり、GND端子TGNDが負電圧であることにより、IPD31が誤ってオンしてしまうことを防止することができる。
In addition, a
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、各種抵抗やスイッチング素子Sなどについては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention. For example, various resistors, switching elements S, and the like can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
さらに、本実施形態ではIPD30を半導体リレーの一例として説明したが、半導体リレーは、例えばプリドライバ(低電圧遮断機能を有するもの)とMOSFETとを組み合わせたデバイスであってもよいし、その他のものであってもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、低電圧検知回路40の故障時又はバッテリBから低電圧検知回路40までの経路に断線等が生じた場合において、信号S4は、GND切替ON信号S2の直前又は同時に出力されるようにしてもよい。低電圧検知回路40の故障時又はバッテリBから低電圧検知回路40までの経路に断線等が生じた場合には、OR回路61からの出力は実質的に制御部20からのGND切替ON信号S2のみによって制御されることとなる。よって、GND切替ON信号S2に対応させてGND切替ON信号S2の直前又は同時に信号S4を出力するようにしてもよい。なお、上記故障や断線については、低電圧検知回路40の故障を診断する回路や、バッテリBから低電圧検知回路40までの経路における断線を検知する回路を要することはいうまでもない。
When the low
1 :負荷駆動回路
10 :電源
20 :制御部
40 :低電圧検知回路
50 :負電圧生成回路
61 :OR回路
62 :AND回路
70 :スイッチ
80 :電圧変換回路
B :バッテリ
D :ダイオード
L :負荷
L1 :低電圧駆動負荷
R1〜R6 :抵抗
S :スイッチング素子
TGND :GND端子
TIN :IN端子
l1 :接続ライン
1: Load drive circuit 10: Power supply 20: Control unit 40: Low voltage detection circuit 50: Negative voltage generation circuit 61: OR circuit 62: AND circuit 70: Switch 80: Voltage conversion circuit B: Battery D: Diode L: Load L1 : low voltage load R1-R6: resistance S: switching element T GND: GND terminal T IN: IN terminal l1: connection line
Claims (4)
前記バッテリからの電圧が所定値以下であることを検出する低電圧検知回路と、
負電圧を生成する負電圧生成回路と、
前記低電圧検知回路により前記バッテリからの電圧が所定値以下であることが検知された場合にオンして前記負電圧生成回路と前記半導体リレーのグランド端子とを接続するスイッチ手段と、
を備えることを特徴とする負荷駆動回路。 A load driving circuit having a semiconductor relay that turns off when a predetermined operating voltage cannot be secured due to a drop in voltage from the battery, and that cuts off power supply to the load when the semiconductor relay is turned off;
A low voltage detection circuit for detecting that the voltage from the battery is a predetermined value or less;
A negative voltage generation circuit for generating a negative voltage;
Switch means for turning on and connecting the negative voltage generation circuit and the ground terminal of the semiconductor relay when the low voltage detection circuit detects that the voltage from the battery is below a predetermined value;
A load driving circuit comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動回路。 The negative voltage generation circuit needs to drive a low-voltage driving load that is a predetermined load when driving is required even when a predetermined operating voltage of the semiconductor relay cannot be secured due to a decrease in voltage from the battery. The load drive circuit according to claim 1, wherein the negative voltage is generated when a signal to that effect is input, and the generation of the negative voltage is prohibited when the signal is not input.
前記スイッチ手段は、前記制御部からのグランド切替オン信号が出力された場合にオンして前記負電圧生成回路と前記半導体リレーの前記グランド端子とを接続する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の負荷駆動回路。 A control unit that outputs a ground switching on signal in a time zone in which the voltage from the battery is predicted to be a predetermined value or less;
The switch unit is turned on when a ground switching on signal is output from the control unit to connect the negative voltage generation circuit and the ground terminal of the semiconductor relay. Item 3. The load driving circuit according to Item 2.
前記オンオフ信号に応じた信号が入力される前記半導体リレーのイン端子、及び、前記グランド端子を接続する接続ラインと、
前記制御部から前記半導体リレーに対してオフ信号を出力した場合に、前記負電圧生成回路からの負電圧が前記半導体リレーの前記グランド端子に入力することにより、前記半導体リレーがオンしてしまうことを防止する電圧変換回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の負荷駆動回路。 A control unit that outputs an on / off signal to the semiconductor relay;
An in-terminal of the semiconductor relay to which a signal corresponding to the on / off signal is input, and a connection line connecting the ground terminal;
When the control unit outputs an off signal to the semiconductor relay, the semiconductor relay is turned on by inputting a negative voltage from the negative voltage generation circuit to the ground terminal of the semiconductor relay. Voltage conversion circuit to prevent,
The load driving circuit according to claim 1, further comprising:
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